理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC300XB（機械工学 / Mechanical engineering 300）熱工学Thermal Engineering
川上 忠重Kawakami TADASHIGE
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H5068 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 水5/Wed.5 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course studies the overall heat engineering relations by general thermodynamics relations and fundamental principles and operation of gas turbin engine affect their performance and efficiency, Topics include general thermodynamics relation(Maxwell,Gibbs-Helmholtz,Joule-Thomson's effect,volume expansion coefficient and isothermal compressibility),Ericsson cycle and Brayton cycle.
The specific objectives of this integrated subjects are to
1)be able to explain the general thermodynamics relations and use of it to thermodynamics properties.
2)be able to analyze vapor power cycles in which the working fluid is alternately vaporized and condensed for thermodynamics changes.
Your final grade will be decided according to the following process:
・Only students with an attendance rate of the ratio of over 70％(10/14 or over) will be evaluated.
・Usual performance score 10%, term-end examination 90%.
To pass, students must earn at least 60 points out of 100.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
工業熱力学、伝熱工学、内燃機関を基礎として、熱工学の基礎理論及び一般関係式を、熱機関の理論熱サイクル、伝熱の形態および燃焼現象の観点から理解を深めることを目的とする。
到達目標Goal
【到達目標】
1．熱力学の一般関係式（Maxwell、比熱、内部エネルギー、エンタルピー、各係数および物性値）について説明することができる。
2．気液サイクルの状態変化、蒸気の状態量および蒸気の状態変化について、基準サイクル（ランキンサイクル、再生・再熱サイクル等）に適用することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
熱エネルギーと機械エネルギー、熱力学の一般関係式、蒸気の状態変化、熱機関の理論サイクル（オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル、ランキンサイクル、エリクソンサイクル、ジュールブレイトンサイクル）、定常・非定常の熱移動、燃焼反応、燃焼ガス組成、内燃機関の機関構造、内燃機関の火炎形態、燃焼形態、実用燃焼装置や最近の熱機器についても考察を加えながら、講義形式で学習する。
秋学期の一部授業はオンラインでの開講となる。それにともなう各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示する。
課題等の提出・フィードバックは、適宜、「学習支援システム」と授業を通じて行う予定である。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：熱工学とその歴史
熱工学の分類、熱工学の基本理論（工業熱力学、伝熱工学、内燃機関等）について学習する。
2：熱力学一般関係式（1）
状態量と熱力学的平衡状態にある熱力学的変数の関係について学習する。
3：熱力学一般関係式（2）
閉じた系のエネルギー式およびエントロピー定義式からマクスウェルの熱力学的関係式について学習する。
4：熱力学一般関係式 (3)
マクスウェルの関係式を用いて、自由エネルギーおよび自由エンタルピーの定義と比熱について学習する。
5：熱力学一般関係式（5）
内部エネルギーとエンタルピーに関する一般式およびジュール効果とジュール・トムソン効果の一般式について学習する。
6：純物質の状態変化
物質の相変化の概念と蒸気曲線、物質の状態式の関係について学習する。
7：水蒸気の状態式
ファン・デル・ワールスの状態式と飽和蒸気線について学習し、乾き度、湿り度と等圧線。等温線との関係を理解する。
8：水蒸気の状態量(1)
飽和水、乾き飽和蒸気の物理量の意味と飽和表（圧力基準および温度基準）について学習する。
9：水蒸気の状態量(2)
乾き度と比エンタルピーの関係について学習する。
10：蒸気の状態変化(1)
蒸気の定容変化、定圧変化および等温変化について学習する。
11：蒸気の状態変化(2)
蒸気の等エントロピー変化および等エンタルピー変化について学習する。
12：蒸気サイクル(1)
ランキンサイクルの作動原理、理論熱効率および再生サイクル、再熱サイクルとの関係を学習する。
13：蒸気サイクル(2)
ブレイトンサイクルの作動原理、理論熱効率および有効仕事との関連を学習する。
14：総合演習
熱力学の一般関係式及び蒸気サイクルの総合問題により統括的な理解を深める。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】毎回の演習問題の復習を中心に行い、また、シラバスの講義計画に従って、一般関係式の概要、サイクルの原理等をあらかじめ事前学習する。
テキスト（教科書）Textbooks
特に指定しないが、講義中に配布する資料、演習問題を適宜テキストとして使用する。
参考書References
必要に応じて、講義中に紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
評価方法： 平常点10%(授業内演習）および期末試験(90%)で評価するが、原則として出席率70%以上を成績評価対象とする。
評価基準： 本科目において設定した到達目標を60％以上達成している学生を合格とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
期中・期末アンケートから、全体的な授業内容については評価・満足度も高く、また、板書、説明等についてもわかりやすく丁寧で良いとの評価が多かったので、引き続き注意しながら、授業を実施します。「演習問題によって理解が深まった」との記述も多いので、適切な授業進度を確保しながら、出来るだけ「学修」効果の高い演習問題を適宜準備する予定です。